機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！安徽三聯(lián)學(xué)院《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)1、車刀幾何角度測量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求1了解車刀量角臺的構(gòu)造與工作原理。2掌握車刀幾何角度測量的基本方法。3加深對車刀各幾何角度、各參考平面及其相互關(guān)系的理解。二、實(shí)驗(yàn)實(shí)施的條件儀器：回轉(zhuǎn)工作臺式量角臺車刀：1直頭外圓車刀（λ=0）0s2直頭外圓車刀（λ<0）0s三、實(shí)驗(yàn)具體步驟圖1-1所示，回轉(zhuǎn)工作臺式量角臺主要由底盤1、平臺3、立柱7、測量片5、扇形盤6、10等組成。底盤1為圓盤形，在零度線左右方向各有100角度，023可繞底盤中心在零刻線左右100范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動；0圖定位塊41-2所示，根據(jù)不同的情況可分別用以代表剖面、基面、切削ss的直頭外圓車刀的幾何角度：κ、κ＇、λ、γ、α＇o要求學(xué)生測量等rrsoo圖共6個基本角度。2記錄測得的數(shù)據(jù)，并計算出刀尖角ε和楔角β。1、實(shí)驗(yàn)方法1根據(jù)車刀輔助平面及幾何參數(shù)的定義，首先確定輔助平面的位置，在按著幾何角度的定義測出幾何角度。12通過測量片的測量面與車刀刀刃、刀面的貼合（重合）使指針指出所測的各幾何角度。2、實(shí)驗(yàn)步驟1首先進(jìn)行測量前的調(diào)整：調(diào)整量角臺使平臺、大扇形刻度盤和小扇形刻度盤指針全部指零，使定位塊側(cè)面與測量片的大平面垂直，這樣就可以認(rèn)為：（1）主平面垂直于平臺平面，且垂直于平臺對稱線。（2）底平面平行于平臺平面。（3）側(cè)平面垂直于平臺平面，且平行于平面對稱線。2測量前的準(zhǔn)備：把車刀側(cè)面緊靠在定位塊的側(cè)面上，使車刀能和定位塊一一個平面坐標(biāo)，可以使車刀置于一個比較理想的位置。3測量車刀的主（副）偏角（1）根據(jù)定義：主（副）刀刃在基面的與走刀方向夾角。（2）確定走刀方向：由于規(guī)定走刀方向與刀具軸線垂直，在量角臺上即（副）刀刃在基面的投影有一夾角，即為主（副）偏角。（3）測量方法：順（逆）時針旋轉(zhuǎn)平臺，使主刀刃與主平面貼合。如圖1-3所示，即主（副）刀刃在基面的投影與走刀方向重合，平臺在底盤上所旋轉(zhuǎn)κκ＇r的角度，即底盤指針在底盤刻度盤上所指的刻度值為主（副）偏角（r）的角度值。λ4測量車刀刃傾角（）s（1）根據(jù)定義：主刀刃和基面的夾角。（2）確定主切削平面：主切削平面是過主刀刃與主加工表面相切的平面，削平面（只有當(dāng)λ=0s夾角，即刃傾角。（3）測量方法：旋轉(zhuǎn)測量片，即旋轉(zhuǎn)底平面（基面）使其與主刀刃重合。如圖1-4所示，測量片指針?biāo)缚潭戎禐槿袃A角。5測量車刀主剖面內(nèi)的前角γ和后角αoo2（1）根據(jù)定義：主前角是指在主剖面內(nèi)，前刀面與基面的夾角。主后角是指在主剖面內(nèi)后刀面與主切削平面的夾角。（2）確定主剖面：主剖面是過主刀刃一點(diǎn)，垂直于主刀刃在基面的投影。（3）使主刀刃在基面的投影相對于主平面旋轉(zhuǎn)90，則主刀刃在基面的投影與主平面0垂直，即可把主平面看作主剖面。當(dāng)測量片指針指零時，底平面作為基面，側(cè)平面作為圖γ主切削平面，這樣就形成了在主剖面內(nèi)，基面與前刀面的夾角，即前角（oα主切削平面與后刀面的夾角，即后角（o（4）測量方法：使底平面旋轉(zhuǎn)與前刀面重合。如圖1-5所示，測量片指針?biāo)缚潭戎禐榍敖?；使?cè)平面（即主切削平面）旋轉(zhuǎn)與后刀面重合。如圖1-6所示，測量片指針?biāo)缚潭戎禐楹蠼恰?副后角的測量與主后角的測量方法相近，所不同的是須把主平面作為副剖面。3圖圖四、實(shí)驗(yàn)技能測試將測得的角度值記錄并計算出楔角β和刀尖角εro并進(jìn)行比較、分析其誤差原因，寫在實(shí)驗(yàn)報告中。表1-1車刀幾何角度測量結(jié)果記錄λssrλsooκ＇副偏角rα＇副后角o楔角β刀尖角εor42、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求1觀察切削變形的過程，以及所出現(xiàn)的現(xiàn)象。2掌握測量切削變形和計算變形系數(shù)的基本方法。3研究切削速度、刀具前角和走刀量等因素對切削變形的影響規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)實(shí)施的條件1設(shè)備：CA6140普通車床2工具：游標(biāo)卡尺、鋼板尺、細(xì)銅絲等。3刀具：硬質(zhì)合金車刀若干把。4試件：軸向帶斷屑槽的棒料。三、實(shí)驗(yàn)具體步驟在金屬切削過程中，由于產(chǎn)生塑性變形，使切屑的外形尺寸發(fā)生變化，即與切削層尺寸比較，切屑的長度偏短，厚度增加，這種現(xiàn)象稱為切屑收縮，如圖2-1所示。一般情況下，切屑收縮的大小能反映切削變形的程度，衡量切屑收縮的大小可用變形系數(shù)表示。即ξ＝L/Lcch式中ξ──變形系數(shù)；L──cc寬b＝2.5；L──ch架頂尖之間，試件軸向開槽并鑲嵌鋼板，以達(dá)到斷屑和保護(hù)刀尖的目的，如圖2-2所示。然后用鋼板尺測出其長度L，為提高實(shí)驗(yàn)精度，可測3～5段切屑的長度求出平均值L。C變形系數(shù)ξ＝L/L=（πD/n-b）/LchcC1切削速度υ對切削變形的影響5在車床上固定試件，裝夾好刀具。試件材料：20#鋼，試件直徑由現(xiàn)場定。刀具材料：YT15硬質(zhì)合金車刀圖κκ＇λrγαr＝10；＝7；＝00刀具參數(shù)：＝45；0＝8；＝0；00rsoomm0.1。mm/rmm。切削用量：＝0.28,a＝2p改變切削速度；速度取值很關(guān)鍵，必須在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行計算，從低速到高速，可先取υ＝5；10；20；25；30；40；60；80；110m/min；ｎ＝；；；；；；；；r/min；然后根據(jù)試棒直徑計算出對應(yīng)的機(jī)床轉(zhuǎn)速。2-1中。2刀具前角對切削變形的影響在車床上固定試件，裝夾好刀具。試件材料：20#鋼，試件直徑由現(xiàn)場定。刀具材料：YT15硬質(zhì)合金車刀κ刀具參數(shù)：＝45；κ＇λrαr＝8；＝0；＝7；＝0.1。mm0000rsomm/rmmυ＝60m/min。切削用量：＝0.28,a＝2pγ改變車刀前角：＝0；15；30。000o用不同前角的車刀分別切削一段試棒，停車收集切屑并觀察切削顏色（注意2-2中。63進(jìn)給量對切削變形的影響在車床上固定試件，裝夾好刀具。試件材料：20#鋼，試件直徑由現(xiàn)場定。刀具材料：YT15硬質(zhì)合金車刀κκ＇rλγαr＝10；＝7；＝00刀具參數(shù)：＝45；0＝8；＝0；00rsoomm0.1。mmm/min。切削用量：a＝2pυ＝60改變進(jìn)給量：＝0.2；0.36；0.51；0.662-3中。表試αλoapros12345678四、實(shí)驗(yàn)技能測試將切屑長度測量后取平均值，記錄在表2-1、2-2、2-3中，計算變形系數(shù)。1詳細(xì)敘述實(shí)驗(yàn)過程。2有完整的實(shí)驗(yàn)記錄。3繪出ξ──υ；ξ──γ；ξ──曲線。o74分析切削參數(shù)（υ、γ、）對切削變形的影響規(guī)律。o表試κκ＇αλorrso12345表試κκ＇γαλoaprros1234583、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求1了解八角環(huán)形力傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理以及測力系統(tǒng)所使用儀器的工作過程。2了解切削參數(shù)（f、ap、κr、γ、v）對切削力的影響規(guī)律。0二、實(shí)驗(yàn)實(shí)施的條件1.車床:CA6140。2.儀器:CLS一J動態(tài)數(shù)顯應(yīng)變測力儀;gB一07力傳感器。3.工具:0-15Omm游標(biāo)卡尺。4.雙對數(shù)坐標(biāo)紙。5.刀具:YA6硬質(zhì)合金車刀若干把。6.試件45鋼，直徑現(xiàn)場定。三、實(shí)驗(yàn)具體步驟切削因素有關(guān)。它直接影響工藝系統(tǒng)的變形，切削溫度、刀具磨損及功率消耗。實(shí)驗(yàn)就是利用最常用的萬法——電阻應(yīng)變測量法測量車削加工過程中的切削力。1.八角環(huán)形力傳感器的結(jié)構(gòu)如圖4-1所示:八角環(huán)形力傳感器分為固定部分、彈變部分和裝刀部分，且三部片。9圖4-1八角環(huán)形力傳感器的結(jié)構(gòu)2.電阻應(yīng)變片及工作原理如圖4-2所示:電阻應(yīng)變片由基底2和引線3金屬絲，電阻值為:R=pL/A△R/R=K△L/L=K。K為靈敏系數(shù)。隨彈性體應(yīng)變而發(fā)生變化。3.電橋測量電路電橋電路把電阻應(yīng)變片上電阻值的微小變化轉(zhuǎn)換成電壓信號的變化，圖4-3所示，圖4-2電阻應(yīng)變片和R4隨應(yīng)變的變化而分別變大利變小，且變化量分為△R1、△R2、△R3和△R4。設(shè)變形前R1、R2、R3和R4組成的電橋電路平衡，即R1/R3=R2/R4，u輸出為零，既u1=u2。圖4-3電橋測量基本點(diǎn)路當(dāng)電阻變化時，u1、u2分別增加和減少，所以變形后輸出電壓為:u=u1-u2若使R1=R2=R3=R4=R(一般力傳感器的測量電橋的電阻應(yīng)變片值為R1≈△R2≈-△R3≈-△R4，則可以推出U=EKε根據(jù)虎克定律，彈性體中:F=Kˊε，∴ε=F/Kˊ∴u=EKε=EKF/Kˊ所以電壓輸出信號近似與彈性體受力成正比。實(shí)際測量時，為了提高測量精橋路。4.八角環(huán)形電阻式力傳感器的工作原理Fy應(yīng)變是不同的，根據(jù)分析可知與作用力方向成39.6°處B的應(yīng)變等于零，此處稱為應(yīng)變節(jié)點(diǎn)。在水平中心線上則由最大應(yīng)變，因此將四片應(yīng)變片R1、R2、R3和R4如圖4-4a所示那樣粘貼，R1、R3受拉應(yīng)力，R2和R4受壓應(yīng)力。當(dāng)圓環(huán)上施加徑向力FxA-AR7和R8粘貼于如圖4-4bR5、R7受拉應(yīng)力，R6和R8受壓應(yīng)力。當(dāng)圓環(huán)上同時受Fx、Fy作用時，把應(yīng)變片組成圖4-4e和4-4f所示的電橋電路，就可互不干擾地分別測得Fx、Fy，由于八角狀環(huán)易于固定夾緊，所以常用它代替圓環(huán)。當(dāng)八角狀環(huán)受主切削力Mz的作用時，它既受到垂直向下的壓力，又受到彎矩的作用(4-4d)。Fz力與各應(yīng)變片軸向垂直不起影響，卻使上部環(huán)受拉應(yīng)力，和R12組成圖4-4g所示電橋就可以測出Fz。這樣，通過上述測力儀各應(yīng)變片組成的三個全橋電路接入測試系統(tǒng)，就可以分別測出Fx、Fy、Fz。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.改變走刀量f=0.1;0.2;0.3;0.4lmm/r。用每個走刀量分別切削一段金屬，切削力從測力儀讀出，記錄測量結(jié)果。2.改變切削深度ap=0.5;1;1.5;2mm用每個切削深度分別切削一段金屬，切削力從測力儀讀出，記錄測量結(jié)果。3.改變主偏角kr=45o；60o；75o；90o；用四把主偏角不同的車刀分別切削一段金屬，切削力從測力儀上讀出，記錄測量結(jié)果。4．改變前角γ=0o；15o；30o0用三把前角不同的車刀分別切削一段金屬，切削力從測力儀讀出，記錄測量結(jié)果。5．改變切削速度v=3;20;30;100mm/min用上述切削速度分別切削一段金屬，切削力從測力儀讀出，記錄測量結(jié)果。圖4-4圓環(huán)與八角環(huán)四、實(shí)驗(yàn)技能測試1.要有原始數(shù)據(jù)記錄2．對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，繪出f-Fz、ap-Fz、kr-Fz、γ-Fz、v-Fz變0化曲線4一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求1、合理組織工作位置，注意操作姿勢2、刀具中心高的調(diào)整方法3、用手動進(jìn)給均勻的移動床鞍、中滑板、小滑板、按要求車削工件。4、遵守操作規(guī)程，養(yǎng)成文明生產(chǎn)，安全生產(chǎn)的良好習(xí)慣。二、實(shí)驗(yàn)實(shí)施的條件、教學(xué)車床三、實(shí)驗(yàn)具體步驟1.45°外圓車刀的裝夾和應(yīng)用45°外圓車刀有兩個刀尖，前端的刀尖通常用于車外圓，后左側(cè)的刀尖通常用于車平面，切削刃通常用于左、右的倒角。車刀裝夾時，后左側(cè)的刀尖必須嚴(yán)格對準(zhǔn)工件旋轉(zhuǎn)中心，否則在車平面至中心時，會留有凸頭或造成刀尖碎裂，刀頭伸出長度約為刀桿厚度的1-1.52.車刀刀尖對中心的方法①根據(jù)車床主軸的中心高，用鋼直尺測量裝刀。②利用車床尾座后頂尖對刀、裝夾車刀。再根據(jù)端面的中心來調(diào)整車刀。夾緊車刀用刀架上的螺釘壓緊車刀，每把車刀的壓緊螺釘應(yīng)不少于兩個，不要產(chǎn)生虛壓(車刀刀桿下面、壓緊螺釘正下方短缺墊片)。3.用手動進(jìn)給車外圓、平面⑴車平面的方法2.3所示）⑵車外圓的方法移動車外圓（如圖2.4所示）一次進(jìn)給車削完畢，中滑板橫向退出車刀，再縱向移動車刀至工件的右端面進(jìn)行第二、第三次進(jìn)給車削，直至符合圖樣要求為止。⑶倒角當(dāng)平面、外圓車削完畢，然后移動滑板，使車刀的刀刃與工件軸線成與外圓相交處進(jìn)行倒角。1mm，與軸線的夾角45°。4.加工步驟檢查機(jī)床→安裝車刀→安裝工件→啟動電機(jī)→主軸正傳→車端面→對刀→大滑板退刀→中滑板進(jìn)刀→大滑板進(jìn)給試切→大滑板退刀→主軸停轉(zhuǎn)→關(guān)閉電機(jī)→卸下工件→清理車床，關(guān)閉電源四、實(shí)驗(yàn)技能測試1.安裝刀具并車削端面和外圓，外圓是在當(dāng)前的外圓面基礎(chǔ)上取吃刀深1-2mm。2.要求：刀具中心高正確，手動要均勻。3.目的：⑴使學(xué)生熟悉各滑板手輪旋轉(zhuǎn)方向與車刀運(yùn)動方向的關(guān)系。⑵培養(yǎng)良好的操作習(xí)慣，車削時應(yīng)先開車，后進(jìn)刀。切削完畢時先退刀后停車，否則車刀容易損壞。盤扳手是否取下。⑷培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)量意識，車削表面的痕跡粗細(xì)不一，主要是手動進(jìn)給不均勻。⑸充分了解車外圓的方法。5、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求原理，傳動機(jī)構(gòu)，各部件在車削螺紋中的具體作用。2.觀察車削變形的情況，以及螺紋加工的具體過程和操作步驟。二、實(shí)驗(yàn)實(shí)施的條件普通車床1把以及輔助工具若干。三、實(shí)驗(yàn)具體步驟1、檢查機(jī)床是否完好無損，電源是否接通正常。2、螺紋車刀的選擇。3、螺紋車刀的安裝：（1）刀尖應(yīng)與工件軸線等高。（2）車刀刀桿應(yīng)與工件軸線垂直。（3）刀桿伸出刀架不宜過長，一般為刀桿厚度的1.5～2倍。（4）刀桿墊片應(yīng)平整，盡量用厚墊片，以減少墊片數(shù)量。（5）車刀位置調(diào)整好后應(yīng)固緊。4、工件的安裝：在車床上裝夾工件的基本要求是定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。在車工件松動或脫落，保證工作安全。5、三爪卡盤安裝工件的步驟：（1）工件在卡爪間放正，輕輕夾緊。應(yīng)停車后，輕敲工件糾正，然后擰緊三個卡爪，固緊后，須隨即取下板手，以保證安全。（3）移動車刀至車削行程的最左端，用手轉(zhuǎn)動卡盤，檢查是否與刀架相撞。注意事項(xiàng)（1）車